
- •Содержание
- •Глоссарий 7
- •Конспект лекционных занятий
- •3. Практические занятия
- •4. Лабораторные занятия
- •5. Самостоятельная работа студентов
- •7 Экзаменационные вопросы 181
- •8 Технические средства обучения 182
- •Список рекомендуемой литературы 182
- •1. Глоссарий
- •2 Конспект лекционных занятий модуль 1 Лекция № 1. Перспективы развития технологии органических веществ (2 часа)
- •0,5 О2 носн2-сн2он
- •О носн2-сн2nh2
- •Лекция № 2. Физико-химические основы термического крекинга
- •Лекция № 3. Физико-химические основы каталитического крекинга
- •Лекция № 4. Физико-химические основы каталитического риформинга
- •Лекция № 5. Физико-химические основы гидрогенизационных процессов
- •Лекция № 7. Химизм и механизм технологических процессов переработки нефтяных газов
- •Лекция № 8 Технологическое оборудование и технологическое оформление основных аппаратов процессов переработки органических веществ
- •Лекция № 10 Теоретические основы очистки нефтяных фракций
- •Лекция № 11 Адсорбционные и каталитические методы очистки
- •Лекция № 12 Очистка с применением избирательных растворителей
- •Лекция № 13 Депарафинизация масел и дизельных фракций
- •3. Практические занятия
- •Практическое занятие №1
- •Тема: Расчетные методы определения физико-химических свойств
- •И состава нефти и нефтепродуктов
- •Задачи для решения
- •Практическое занятие №2 Тема: Расчетные методы вычисления материального баланса процесса термического крекинга
- •Составление материального баланса
- •Задачи для решения
- •Практическое занятие №3 Тема: Составление материального баланса процесса каталитического крекинга
- •Задачи для решения
- •Практическое занятие №4 Тема: Составление материального баланса процесса каталитического риформинга
- •Задачи для решения
- •Практическое занятие №5 Тема: Расчетные методы вычисления материального баланса гидрогенизационных процессов
- •Задачи для решения
- •Практическое занятие №6 Тема: Расчетные методы вычисления материального баланса процесса полимеризационных процессов
- •Задачи для решения
- •Практическое занятие №7 Тема: Задачи и упражнения по составлению уравнений химических реакций, протекающих при алкилировании и изомеризации с указанием механизма ее протекания
- •Задачи для решения
- •Практическое занятие №8 Тема: Технологический расчет основных аппаратов установок переработки органических веществ
- •Число тарелок
- •Практическое занятие №9 Тема: Приближенные методы построения линии однократного испарения (ои)
- •Задачи для решения
- •Практическое занятие №10 Тема: Решение задач по теоретическим основам процесса очистки нефтяных фракций
- •Задачи для решения
- •Практическое занятие №11 Тема: Решение задач по депарафинизации нефтяных фракций
- •Задачи для решения
- •Практическое занятие №12 Тема: Решение задач по закономерностям получения гомогенных растворов
- •Задачи для решения
- •4. Лабораторные занятия лабораторная работа №1 Тема: Термический крекинг (пиролиз) углеводородов и составление материального баланса опыта
- •Описание установки и методика проведения работы
- •Лабораторная работа №2 Тема: Каталитический крекинг углеводородов и составление материального баланса опыта
- •Проведение работы
- •Оформление результатов работы
- •Методика проведения эксперимента
- •Приготовление алюмохромового оксидного катализатора
- •Методика выполнения работы
- •Лабораторная работа №5 Тема: Полукоксование
- •Описание установки и методика проведения работы
- •Лабораторная работа №6 Аппараты установок термических и каталитических процессов. Тема: Методы разделения и анализа продуктов реакций
- •Методика проведения работы
- •Методика проведения работы
- •Лабораторная работа №7 Тема: Разгонка нефти на ректификационном аппарате
- •Лабораторная работа №8 Тема: Очистка сырой нефти от влаги и механических примесей
- •Определение сухого остатка
- •Методика определения
- •Прокаленный остаток
- •Методика определения
- •Лабораторная работа №9 Тема: Депарафинизация бензиновой фракции карбамидным методом
- •Методика определения
- •Лабораторная работа №10 Тема: Адсорбционная очистка масляных дистиллятов
- •Порядок выполнения работ
- •5. Самостоятельная работа студентов под руководством преподавателей (срсп) срсп №1. Реакционная способность органических соединений. Электронные эффекты
- •Срсп № 2. Классификация органических реакций
- •Срсп № 3. Характеристика основных механизмов реакций органических соединений
- •Срсп № 4. Образование пироуглерода и сажи
- •Срсп №5. Термические превращения углеводородов в жидкой фазе
- •Срсп №6. Процесс коксования нефтяного сырья
- •Срсп №7. Кислотный катализ
- •Реакции карбкатионов
- •Срсп №8. Классификация каталитических реакций и катализаторов
- •Энергия активации каталитической реакции
- •Срсп №9. Кинетика газофазных реакций в присутствии твердых катализаторов
- •Срсп №10. Теоретические основы подготовки и переработки газообразного сырья
- •6. Самостоятельная работа студентов срс
- •7 Экзаменационные вопросы
- •8 Технические средства обучения
- •Список рекомендуемой литературы
- •9.1 Основная литература
- •9.2 Дополнительная литература
Практическое занятие №5 Тема: Расчетные методы вычисления материального баланса гидрогенизационных процессов
Гидроочистка – процесс удаления из нефтепродуктов гетероатомов в результате гидрирования серо-, азот- и кислородсодержащих соединений. Одновременно гидрируются диены, алкены и отчасти полициклические арены и удаляются металлы, содержащиеся в виде металлорганических соединений. Гидроочистку проводят над гидрирующими серостойкими катализаторами.
Серосодержащие соединения, имеющиеся в нефтепродукте, подвергаются в процессе гидроочистки следующим реакциям:
1) меркаптаны гидрируются до сероводорода и соответствующего углеводорода
RSH+H2 →RH+H2S
2) сульфиды гидрируются через стадию образования меркаптанов
RSR'+H2 →RH+R'SH
R'SH+H2 →R'H+H2S
3) дисульфиды гидрируются до сероводорода и соответствующего углеводорода через стадию образования меркаптанов
RSSR'+H2 →RSH+R'SH
4) тетрагидротиофены гидрируются с образованием соответствующих алифатических углеводородов
+2Н2→ С4Н10 +Н2S
5) тиофены дают такие же продукты, как и тетрагидротеофены.
При одинаковом строении устойчивость относительно гидрирования возрастает в ряду:
Сероорганические соединения<кислородсодержащие соединения<азотсодержащие соединения.
Гидрокрекинг – процесс переработки различных нефтяных дистиллятов под давлением водорода при умеренных температурах на полифункциональных катализаторах, обладающих кислотными и гидрирующими свойствами. Последнее позволяет получать без образования кокса продукты, во многом сходные с продуктами каталитического крекинга, но значительно ароматизированные, очищенные от гетероатомов и не содержащие непредельные углеводороды.
Д.И. Орочко с соавторами предлагает следующие кинетические уравнения для расчета выхода фракций:
Дизельного топлива (160-360 °С)
(5.1)
Легкого бензина (н.к.-160 °С)
(5.2)
Газа
ХГ=Х-(Хд.т.+Хб)
Задачи для решения
Написать реакцию гидрирования метилмеркаптана, пропилмеркаптана.
Определить выход продуктов гидрокрекинга вакуумного дистиллята ромашкинской нефти при 10 МПа и температуре 425°С на алюмокобальтмолибденовом катализаторе, если известно, что К'=1,3; К''=2,0; глубина превращения методом подбора равна 0,55.
Составить материальный баланс процесса гидроочистки бензиновой фракции производительностью 350 тыс. т/год сырья.
Составить материальный баланс процесса гидроочистки дизельного топлива производительностью 240 тыс. т/год.
Составить материальный баланс процесса гидрокрекинга вакуумного газойля производительностью 450 тыс. т/год по сырью.
Литература
Сарданашвили А.Г., Львова А.И. Примеры и задачи по технологии переработки нефти и газа, М., Химия, 1973.
КузнецовА.А., Кагерманов С.Н., Судаков Е.М. Расчеты процессов и аппаратов нефтеперерабатывающей промышленности, Л., Химия, 1974.
Практическое занятие №6 Тема: Расчетные методы вычисления материального баланса процесса полимеризационных процессов
Процессы полимеризации широко применяют для производства полимербензина, а также различных легких полимеров: три-, тетра- и пентамеров пропилена как исходного сырья для приготовления моющих средств. Полимеризацию олефинов можно проводить в присутствии фосфорной кислоты, серной или фтористоводородной кислот, фтористого бора и хлористого алюминия. Наиболее распространена фосфорная кислота на твердом носителе (кварца, кизельгуре, алюмосиликатах). Относительная глубина превращения олефинов в присутствии катализаторов следующая: изобутилена – 100 %; н-бутилена – 90-100 %; пропилена – 70-90 % и этилена – 20-30 %. Процесс проводят в реакторах трубчатого или камерного типа. В реакторах трубчатого типа катализатор располагается в трубках диаметром 50-150 мм, между которыми циркулирует кипящая вода для снятия тепла реакции. В реакторах камерного типа катализатор располагается слоями (по 0,6-2,4 м) и тем пе ратура в них поддерживается вводом в реактор охлажденного сжиженного пропана. Разность температур продуктов на выходе и сырья на входе в реактор составляет 8-10 ºС для реакторов трубчатого типа и 50-60 ºС – камерного.
Пример 6.1. На установке полимеризации в присутствии ортофосфорной кислоты перерабатывается 400000 м3/сутки углеводородного газа. Составить материальный баланс установки, если известно, что: состав сырья (вес. %): С3Н6 – 13,6; С3Н8 – 33,4; С4Н8 – 23,0; С4Н10 – 30,0; глубина превращения бутиленов 100 % и пропилена 90%.
Решение. Подсчитать средний молекулярный вес сырья:
Определить плотность сырья при нормальных условиях
кг/м3
Находят массу перерабатываемого сырья:
т/сут
Определяют выход полимербензина:
т/сут
Результаты сводят в таблицу:
Сырье |
вес. % |
т/сут |
1 |
2 |
3 |
Продолжение таблицы
1 |
2 |
3 |
Приход Пропан-пропиленовая фракция |
100,0 |
848 |
Итого: |
100,0 |
848 |
Расход Полимербензин Отработанный газ |
35,2 64,8 |
300 548 |
Итого: |
100,0 |
848 |